一、污水處理基本術(shù)語(yǔ)
(1)污水
人類在生活和生產(chǎn)活動(dòng)中,要使用大量的水。水在使用過(guò)程中會(huì)受到不同程度的污染,被污染的水稱為污水。按照來(lái)源不同,污水可分為生活污水、工業(yè)廢水和降水三類。
一般情況下,污水都需經(jīng)過(guò)處理再排放,但對(duì)于處理程度的要求可有所不同。如進(jìn)入受納水體或土地、大氣的,因環(huán)境具有一定的自凈能力,在自凈能力范圍以內(nèi)的,即環(huán)境容量允許的,可充分利用環(huán)境容量而減低對(duì)處理水平的要求;對(duì)于回收利用,也可按回收后用水的水質(zhì)要求來(lái)確定處理水平。以此來(lái)求得最好的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
(2)生物化學(xué)需氧量(BOD)
簡(jiǎn)稱生化需氧量,簡(jiǎn)寫(xiě)為BOD,是污水的重要污染指標(biāo)之一。污水中大多含有有機(jī)物。有機(jī)污染對(duì)水體污染、自凈都有很大的影響,是污水處理的主要對(duì)象,在污水處理及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域內(nèi)被廣泛使用。
(3)化學(xué)需氧量(COD)
是污水水質(zhì)的重要指標(biāo)之一。污水中某些有機(jī)污染物不具備被微生物降解的條件,無(wú)法用生化需氧量測(cè)定,可以用化學(xué)需氧量指標(biāo)測(cè)定。用強(qiáng)氧化劑重鉻酸鉀在酸性條件下,把有機(jī)物氧化為H2O和CO2,此時(shí)所測(cè)定的耗氧量即為化學(xué)需氧量,寫(xiě)為COD。與生化需氧量比較,測(cè)定需時(shí)短,不受水質(zhì)限制。
(4)污水中的固體廢物
幾乎所有污水都被固體廢物污染。固體廢物的組成包括有機(jī)性物質(zhì)(又稱為揮發(fā)性固體,習(xí)慣簡(jiǎn)寫(xiě)為VS)和無(wú)機(jī)性固體。固體物質(zhì)又可分為懸浮固體(SS)和溶解固體兩類,二者在組成上又都包括著揮發(fā)性和固體兩種。
(5)總有機(jī)碳(TOC)
總有機(jī)碳TOC是目前在國(guó)內(nèi)、外開(kāi)始廣泛使用的表示污水被有機(jī)物污染的綜合指標(biāo)。它所顯示的數(shù)值是污水中有機(jī)物的總含碳量。
(6)溶解氧(DO)
溶解于水中的分子氧。一般以每升水所含氧的毫克數(shù)表示。水中溶解氧飽和含量與水溫、大氣壓力和水的化學(xué)組成有密切關(guān)系。在一個(gè)大氣壓條件下,0℃的蒸餾水中溶解氧達(dá)到飽和時(shí)的氧含量為14.62ms/L,在20℃時(shí)則為9.17mg/L。海水中溶解氧含量約為淡水的80%。溶解氧是魚(yú)類和好氧菌生存和繁殖所必須的物質(zhì)。溶解氧低于 4 mg/L時(shí),魚(yú)類則難以生存。
(7)水的酸度和堿度
水的酸度是指水中所含有的能與強(qiáng)堿發(fā)生中和作用的物質(zhì)的量。這些物質(zhì)歸納起來(lái)有以下三類:第一類是能全部離解出H+的強(qiáng)酸,如:HCI、H2SO4等;第二類是強(qiáng)酸弱堿組成的鹽類,如NH4CI、FeSO4等;第三類是弱酸,如:H2CO3,H2SiO3等。天然水中由于含有碳酸鹽或重碳酸鹽等,而使水呈堿性,故一般天然水中不含強(qiáng)酸酸度。當(dāng)有酸度存在時(shí),即表示水可能被酸污染。一般在實(shí)際應(yīng)用中常用pH值來(lái)衡量酸堿性。
(8)水體的富營(yíng)養(yǎng)化
在人類活動(dòng)的影響下,生物所需的氮、磷等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)大量進(jìn)入湖泊、河口、海灣等緩流水體,引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖;水體溶解氧量下降,水質(zhì)惡化,魚(yú)類及其他生物大量死亡的現(xiàn)象。在自然條件下,湖泊也會(huì)從貧營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)過(guò)渡到富營(yíng)養(yǎng)狀態(tài),沉積物不斷增多,先變?yōu)檎訚?,再變?yōu)殛懙?。不過(guò)這種自然過(guò)程非常緩慢,常需幾千年甚至上萬(wàn)年。而人為排放含營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的工業(yè)廢水和生活污水所引起水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象,可以在短時(shí)期內(nèi)出現(xiàn)。
水體出現(xiàn)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象時(shí),浮游生物大量繁殖,因占優(yōu)勢(shì)的浮游生物的顏色不同,水面往往呈現(xiàn)藍(lán)色、紅色、棕色、乳白色等。這種現(xiàn)象在江河湖泊中稱為水華,在海中則叫赤潮。
(9)水中氮、磷的含量
造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因是水體中的氮和磷。在污水處理實(shí)踐中,最常用總氮(TN)和氨氮(NH3-N)來(lái)衡量水中氮的含量。總氮是指水中各種形態(tài)無(wú)機(jī)和有機(jī)氮的總量。總磷(TP)指水中各種形態(tài)磷的總量??偟涂偭资堑乇硭w富營(yíng)養(yǎng)化的重要指標(biāo),也是衡量水質(zhì)的重要指標(biāo)。
(10)污泥
污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的沉淀物質(zhì),包括污水中所含固體物質(zhì)、懸浮物質(zhì)、膠體物質(zhì)以及從水中分離出來(lái)的沉渣,統(tǒng)稱為污泥。污泥中含有毒或有害物質(zhì),但多數(shù)污泥中還含有植物肥分及其他有用物質(zhì)。因此,污泥的處理和利用是污水處理中一個(gè)十分重要的內(nèi)容。
(11)污水排放標(biāo)準(zhǔn)
為貫徹《中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法》 、《中華人民共和國(guó)水污染防治法》和《中華人民共和國(guó)海洋環(huán)境保護(hù)法》,控制水污染,保護(hù)江河、湖泊、運(yùn)河、渠道、水庫(kù)和海洋等地面水以及地下水水質(zhì)的良好狀態(tài),保障人體健康,維護(hù)生態(tài)平衡,促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和城鄉(xiāng)建設(shè)的發(fā)展,指定了一系列排放標(biāo)準(zhǔn),城鎮(zhèn)污水處理廠執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)》。
有關(guān)污水排放的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)涉及各類工業(yè),如《制革工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB3549-83)》,《石油煉制工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB3551-83)》,《電影洗片水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB3553-83)》,《醫(yī)院污水排放標(biāo)準(zhǔn)(GBJ48-83)》,《石油化工污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB4281-84)》,《造紙工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB3544-92)》,《紡織染整工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB4287-92)》,《鋼鐵工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13456-92)》,《肉類加工工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13457-92)》,《合成氨工業(yè)水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB13458-92)》等,可作為規(guī)劃、設(shè)計(jì)、管理與監(jiān)測(cè)的依據(jù)。
二、污水處理工藝
(1)基本概念
污水處理就是采用各種技術(shù)與手段,將污水中所含的污染物質(zhì)分離去除、回收利用,或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì),使水得到凈化?,F(xiàn)代污水處理技術(shù)按原理可分為物理處理法,化學(xué)處理法和生物化學(xué)處理法三類。
物理處理法:利用物理作用分離污水中呈懸浮固體狀態(tài)的污染物質(zhì)。化學(xué)處理法:利用化學(xué)反應(yīng)的作用,分離回收污水中處于各種形態(tài)的污染物質(zhì)。生物化學(xué)處理法:是利用微生物的代謝作用使污水中呈溶解、膠體狀態(tài)的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的無(wú)害物質(zhì)。
(2)處理技術(shù)
現(xiàn)代污水處理技術(shù),按處理程度劃分,可分為一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)處理。
一級(jí)處理,主要去除污水中呈懸浮狀態(tài)的同體污染物質(zhì),物理處理法大部分只能完成一級(jí)處理的要求。經(jīng)過(guò)一級(jí)處理后的污水,BOD一般只去除30%左右,達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。一級(jí)處理屬于二級(jí)處理的預(yù)處理。主要采用格柵、沉砂、沉淀,氣浮等方法進(jìn)行處理。
二級(jí)處理,主要去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)(即BOD,COD),去除率可達(dá)90%以上,使有機(jī)污染物達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。長(zhǎng)期以來(lái),主要是采用生物處理方法做為二級(jí)處理的主體工藝。主要采用活性污泥法,生物膜法和自然生物處理。
三級(jí)處理,是在一級(jí)、二級(jí)處理后,進(jìn)一步處理難降解的有機(jī)物、磷和氮等能夠?qū)е滤w富營(yíng)養(yǎng)化的可溶性無(wú)機(jī)物等,以便于回收并消除水環(huán)境污染。三級(jí)處理又稱為高級(jí)處理或深度處理。主要方法有生物脫氮除磷法、混凝沉淀法、砂濾法、活性炭吸附法、離子交換法和電滲析法等。